DE102017115632B4 - Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle - Google Patents

Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle Download PDF

Info

Publication number
DE102017115632B4
DE102017115632B4 DE102017115632.1A DE102017115632A DE102017115632B4 DE 102017115632 B4 DE102017115632 B4 DE 102017115632B4 DE 102017115632 A DE102017115632 A DE 102017115632A DE 102017115632 B4 DE102017115632 B4 DE 102017115632B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
busbars
filter
power electronic
contactor
charging station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017115632.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017115632A1 (de
Inventor
Christian Metzger
Karsten Hähre
Raoul Heyne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102017115632.1A priority Critical patent/DE102017115632B4/de
Priority to US16/030,072 priority patent/US10596911B2/en
Priority to CN201810750908.2A priority patent/CN109274000B/zh
Publication of DE102017115632A1 publication Critical patent/DE102017115632A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017115632B4 publication Critical patent/DE102017115632B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/30—Cabinet-type casings; Parts thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S5/00—Servicing, maintaining, repairing, or refitting of vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/20—Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H02G3/081—Bases, casings or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/08—Connection boxes therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

Leistungselektronisches System (10) für eine Stromtankstelle, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- erste Stromschienen (11) zum Zuführen eines Wechselstromes,
- zweite Stromschienen (12) zum Abführen eines Gleichstromes,
- eine dritte Stromschiene (13) zum Erden des Systems (10),
- mit den ersten Stromschienen (11), den zweiten Stromschienen (12) und der dritten Stromschiene (13) verbundene Erdkabel (14),
- leistungselektronische Baugruppen (15) zum Wandeln des Wechselstromes in den Gleichstrom, wobei jede Baugruppe (15) ein erstes Wechselstromfilter (21), einen Gleichrichter (22), einen Zwischenkreis (23), einen Gleichspannungswandler (24) und ein erstes Gleichstromfilter (25) umfasst,
- einen Wechselstromeingang (16),
- einen Gleichstromausgang (17),
- einen Anschlusskasten (30) mit einem zweiten Wechselspannungsfilter (26), einem Wechselspannungsschütz (27), einem Gleichspannungsschütz (28) und einem zweiten Gleichspannungsfilter (29),
- einen die Stromschienen (11, 12, 13), die Baugruppen (15) und den Anschlusskasten (30) tragenden Baugruppenträger (20) und
- einen innerhalb jeder Baugruppe (15) über das erste Wechselstromfilter (21), den Gleichrichter (22), den Zwischenkreis (23), den Gleichspannungswandler (24) und das erste Gleichstromfilter (25) und innerhalb des Anschlusskastens (30) einerseits über das zweite Wechselspannungsfilter (26) und das Wechselspannungsschütz (27) und andererseits über das Gleichspannungsschütz (28) und das zweite Gleichspannungsfilter (29) verlaufenden Leistungspfad (18).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine Stromtankstelle mit einem solchen System.
  • Stand der Technik
  • Als Ladestation wird in der Elektrotechnik jedwede stationäre Vorrichtung oder elektrische Anlage bezeichnet, welche dazu dient, mobilen akkubetriebenen Geräten, Maschinen oder Kraftfahrzeugen durch einfaches Einstellen oder Einstecken Energie zuzuführen, ohne den Energiespeicher - etwa die Traktionsbatterie eines Elektroautos - entnehmen zu müssen. Ladestationen für Elektroautos werden umgangssprachlich auch als „Stromtankstellen“ bezeichnet und können mehrere Ladepunkte umfassen, die je nach Bauform als „Ladesäulen“ charakterisiert werden.
  • Bekannt sind hier insbesondere Gleichstrom-Schnellladesysteme (high performance charging, HPC) gemäß IEC 61851-23 wie das in Europa verbreitete sogenannte kombinierte Ladesystem (combined charging system, CCS). Beim gattungsmäßigen Gleichstromladen wird Gleichstrom aus der Ladesäule direkt in das Fahrzeug eingespeist und hierzu durch einen leistungsstarken Gleichrichter vom Stromnetz oder durch große Pufferakkumulatoren an Solartankstellen bereitgestellt. Im Fahrzeug gibt es in der Regel ein OBC-Steuergerät (On Board Charger). Dieses kommuniziert mit der Ladesäule und dem Batteriemanagement-Steuergerät.
  • Die hierzu erforderliche Leistungselektronik ist nach dem Stand der Technik üblicherweise in der Ladesäule integriert und bis zu einer Leistungsgrenze von 50 kW belastbar. Da die Gleichstromanschlüsse der Ladesäule direkt mit entsprechenden Anschlüssen der Traktionsbatterie verbunden werden, lassen sich so verlustarm hohe Ladeströme übertragen, was kurze Ladezeiten ermöglicht.
  • US 2013 / 0 307 477 A1 offenbart einen separaten Container für die Leistungselektronik. Dieser weist einen Stromanschluss auf, bspw. einen abdichtbaren Schraubanschluss, an den die Stromzuführung zur Versorgung der Ladestation mit elektrischer Energie anschließbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist ein Kabelanschluss vorgesehen, an den das Ladekabel anschließbar ist. Eine einen solchen Container aufweisende Ladestation soll vorkonfektioniert angeliefert und angeschlossen werden, ohne dass ins Innere der Ladestation während der Installation eingegriffen werden muss.
  • Dennoch weist der Container eine Wartungsluke auf, mit der er bei Bedarf geöffnet und geschlossen werden kann. Über diese Wartungsluke können bspw. die unmittelbar zum Aufladen des Elektrofahrzeugs benötigten elektrischen oder elektronischen Komponenten oder Teile hiervon als Einheit aus dem Container gehoben werden, ohne dass elektrische Anschlusskabel gelöst werden müssen. Ferner ist, zumindest bei teilweiser Entfernung von Komponenten, der Container über die Wartungsluke begehbar, so dass ggf. notwendige Wartungsarbeiten vorgenommen werden können.
  • Aus US 8 094 435 B2 ist ein leistungselektronisches System bekannt, welches erste Stromschienen zum Zuführen eines Wechselstromes, zweite Stromschienen zum Abführen eines Gleichstromes, eine dritte Stromschiene zum Erden des Systems und leistungselektronische Baugruppen zum Wandeln des Wechselstromes in den Gleichstrom aufweist.
  • Aus EP 2 657 063 A1 ist eine Ladesäule bekannt, die mit einem System zum Gleichrichten des Wechselstroms verbunden ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle sowie eine mit einem solchen System ausgestattete Stromtankstelle gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Dem erfindungsgemäßen Ansatz liegt der Gedanke zugrunde, das zur Umwandlung der elektrischen Energie benötigte leistungselektronische System in einem Baugruppenträger zu verbauen, der gemäß der in EIA 310-D, IEC 60297 und DIN 41494 SC48D normierten sogenannten 19-Zoll-Bauweise (19-inch rack) eine Breite von 48,26 cm aufweist. Die Leistungselektronik lässt sich so auf mehrere kleinere 19-Zoll-Baugruppen („Einschübe“) modular verteilen. Die hohe Leistungsdichte derartiger Systeme erfordert eine kompakte Montagemöglichkeit der 19-Zoll-Einschübe. Das Servicekonzept erfordert zudem eine schnelle und einfache Montage bzw. Austauschmöglichkeit der 19-Zoll-Einschübe sowohl bei der Erstmontage als auch im Betrieb.
  • Die vorgeschlagene Vorrichtung fußt hierbei auf der Erkenntnis, dass sich der Leistungspfad innerhalb eines derartigen Systems als maßgeblich für dessen Wartungsfreundlichkeit, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Effizienz, Baugröße, Wärmeabfuhr und Robustheit erweist. Eine besondere Herausforderung stellt hierbei die Aufgabe dar, ein mittels einer vorderseitigen Öffnung gut zugängliches System bereitzustellen.
  • Ein Vorteil dieser Lösung liegt in ihrem optimierten Leistungspfad, der dem erfindungsgemäßen System und seinen Baugruppen eine vorzügliche Wartungsfreundlichkeit, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und hohe Gesamteffizienz verleiht. Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich zudem durch ihre geringe Baugröße, vielfältige Kühlungsmöglichkeiten und äußerste Robustheit aus.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann der Leistungspfad vom vorderseitigen Wechselstromeingang des Systems durch einen Anschlusskasten zur Gehäuserückwand, die Gehäuserückwand hinauf, hufeisenförmig durch mehrere parallel geschaltete Baugruppen, die Gehäuserückwand hinab und durch den Anschlusskasten zum vorderseitigen Gleichstromausgang verlaufen. Eine entsprechende Ausführungsform ist durch ihre vorderseitige Öffnung für Wartungspersonal besonders gut zugänglich.
  • Figurenliste
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
    • 1 zeigt die perspektivische Ansicht des Baugruppenträgers eines erfindungsgemäßen leistungselektronischen Systems.
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Systems ohne Baugruppenträger.
    • 3 zeigt eine der 2 entsprechende Ansicht des Gesamtsystems.
    • 4 zeigt die schematische Draufsicht einer Baugruppe des Systems.
    • 5 zeigt die schematische Draufsicht seines Anschlusskastens.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 illustriert den Aufbau eines erfindungsgemäßen Baugruppenträgers (20) und lässt einen ersten Satz von Stromschienen (11) zum Zuführen von Wechselstrom, einen zweiten Satz von Stromschienen (12) zum Sammeln und Abführen des Gleichstromes mehrerer Einschübe sowie eine dritte, durchgehende Schutzleiterschiene (13) erkennen, die alle Einschübe mit dem Erdpotential verbindet.
  • 2 zeigt diese Einschübe im eingebauten Zustand: Im Einzelnen handelt es sich in der vorliegenden Ausführungsform um vier leistungselektronische Baugruppen (15) zum Wandeln des Wechselstromes in den Gleichstrom sowie einen Anschlusskasten (30), der über die - in 2 durch die Baugruppen (15) selbst verdeckten - ersten Stromschienen (11), die zweiten Stromschienen (12) und die dritte Stromschiene (13) mit vorderseitigen Erdkabeln (14) verbunden ist.
  • 3 gibt aus einem mit der 2 übereinstimmenden Blickwinkel das Gesamtsystem (10) mit einer teilweise herausgezogenen Baugruppe (15) wieder. Erkennbar ist hier bereits der grobe Leistungspfad (18), der im Wesentlichen von einem abbildungsgemäß vorderseitigen Wechselstromeingang (16) des Anschlusskastens (30) durch diesen bis zur Gehäuserückwand des Baugruppenträgers (20), über die ersten Stromschienen (11) die Gehäuserückwand hinauf, hufeisenförmig durch die Baugruppe (15) zu den zweiten Stromschienen (12), über diese wieder die Gehäuserückwand hinab und von dort erneut durch den Anschlusskasten (30) zum vorderseitigen Gleichstromausgang (17) des Anschlusskastens (30) verläuft.
  • Der Verlauf des Leistungspfades (18) innerhalb der Baugruppe (15) ist hierbei der 4 zu entnehmen: Dort führt er über eine Überstromschutzeinrichtung (19), ein erstes Wechselstromfilter (21) sowie den aktiven Gleichrichter (22) in einen entlang der Vorderseite der Baugruppe (15) angeordneten Gleichstrom-Zwischenkreis (23). Von hier aus passiert die Leistung einen Gleichspannungswandler (24) und ein erstes Gleichstromfilter (25), bevor sie von der Baugruppe (15) an die zweiten Stromschienen (12) abgegeben wird. Es ergibt sich dann auch eine Hufeisenform.
  • 5 stellt abschließend den zweifachen Leistungspfad (18) durch den Anschlusskasten (30) dar: Hier führt er einerseits vom Wechselstromeingang (16) über ein optionales zweites Wechselspannungsfilter (26) und ein Wechselspannungsschütz (27) zu den ersten Stromschienen (11) und andererseits von den zweiten Stromschienen (12) über ein Gleichspannungsschütz (28) und optionales zweites Gleichspannungsfilter (29) zurück zum vorderseitigen Gleichstromausgang (17). Von dort kann der Gleichstrom bei Bedarf zum Aufladen von Elektroautos über die Erdkabel (14) an mit dem System (10) verbundene Ladesäulen der Stromtankstelle abgegeben werden.

Claims (6)

  1. Leistungselektronisches System (10) für eine Stromtankstelle, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - erste Stromschienen (11) zum Zuführen eines Wechselstromes, - zweite Stromschienen (12) zum Abführen eines Gleichstromes, - eine dritte Stromschiene (13) zum Erden des Systems (10), - mit den ersten Stromschienen (11), den zweiten Stromschienen (12) und der dritten Stromschiene (13) verbundene Erdkabel (14), - leistungselektronische Baugruppen (15) zum Wandeln des Wechselstromes in den Gleichstrom, wobei jede Baugruppe (15) ein erstes Wechselstromfilter (21), einen Gleichrichter (22), einen Zwischenkreis (23), einen Gleichspannungswandler (24) und ein erstes Gleichstromfilter (25) umfasst, - einen Wechselstromeingang (16), - einen Gleichstromausgang (17), - einen Anschlusskasten (30) mit einem zweiten Wechselspannungsfilter (26), einem Wechselspannungsschütz (27), einem Gleichspannungsschütz (28) und einem zweiten Gleichspannungsfilter (29), - einen die Stromschienen (11, 12, 13), die Baugruppen (15) und den Anschlusskasten (30) tragenden Baugruppenträger (20) und - einen innerhalb jeder Baugruppe (15) über das erste Wechselstromfilter (21), den Gleichrichter (22), den Zwischenkreis (23), den Gleichspannungswandler (24) und das erste Gleichstromfilter (25) und innerhalb des Anschlusskastens (30) einerseits über das zweite Wechselspannungsfilter (26) und das Wechselspannungsschütz (27) und andererseits über das Gleichspannungsschütz (28) und das zweite Gleichspannungsfilter (29) verlaufenden Leistungspfad (18).
  2. Leistungselektronisches System (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - jede Baugruppe (15) weist eine dem Wechselstromfilter auf dem Leistungspfad (18) vorgelagerte Überstromschutzeinrichtung (19) auf.
  3. Leistungselektronisches System (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Baugruppen (15) verbinden die ersten Stromschienen (11) mit den zweiten Stromschienen (12) und - der Anschlusskasten (30) umfasst den Wechselstromeingang (16) und den Gleichstromausgang (17).
  4. Leistungselektronisches System (10) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - der Baugruppenträger (20) weist eine den Erdkabeln (14) abgewandte Gehäuserückwand auf und - die Gehäuserückwand trägt die Stromschienen (11, 12, 13).
  5. Leistungselektronisches System (10) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die dritte Stromschiene (13) weist eine stern- oder baumförmige Verbindung zu einem Haupterdungspunkt auf, - der Leistungspfad (18) verläuft vom Wechselstromeingang (16) durch den Anschlusskasten (30) zur Gehäuserückwand, - der Leistungspfad (18) verläuft über die ersten Stromschienen (11) die Gehäuserückwand hinauf, - der Leistungspfad (18) verläuft von den ersten Stromschienen (11) hufeisenförmig durch die Baugruppen (15) zu den zweiten Stromschienen (12), - der Leistungspfad (18) verläuft über die zweiten Stromschienen (12) die Gehäuserückwand hinab und - der Leistungspfad (18) verläuft von der Gehäuserückwand erneut durch den Anschlusskasten (30) zum Gleichstromausgang (17).
  6. Stromtankstelle, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - ein System (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Gleichrichten des Wechselstroms und - mit dem System (10) verbundene Ladesäulen zum Aufladen von Elektroautos mit dem Gleichstrom.
DE102017115632.1A 2017-07-12 2017-07-12 Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle Active DE102017115632B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017115632.1A DE102017115632B4 (de) 2017-07-12 2017-07-12 Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle
US16/030,072 US10596911B2 (en) 2017-07-12 2018-07-09 Power electronic system for an electricity charging station and corresponding electricity charging station
CN201810750908.2A CN109274000B (zh) 2017-07-12 2018-07-10 用于加电站的功率电子系统和对应的加电站

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017115632.1A DE102017115632B4 (de) 2017-07-12 2017-07-12 Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017115632A1 DE102017115632A1 (de) 2019-01-17
DE102017115632B4 true DE102017115632B4 (de) 2019-10-24

Family

ID=64745569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017115632.1A Active DE102017115632B4 (de) 2017-07-12 2017-07-12 Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10596911B2 (de)
CN (1) CN109274000B (de)
DE (1) DE102017115632B4 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017115702A1 (de) * 2017-07-12 2019-01-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Gehäuse für eine Stromtankstelle und Verfahren zu dessen Herstellung
CN111959322A (zh) * 2020-08-28 2020-11-20 绍兴市亚索新能源科技有限公司 新能源汽车充电桩及使用方法
CN112429599B (zh) * 2020-11-20 2022-06-24 赫胜(山东)智能产业技术研究院有限公司 一种具有收线结构的交流充电桩

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969938A (en) * 1996-11-15 1999-10-19 Lucent Technologies Inc. Modular power supply chassis employing a suspended bus bar assembly
DE102009051518B3 (de) * 2009-10-31 2011-05-12 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Modular aufgebaute Stromrichteranordnung
US8094435B2 (en) 2006-05-03 2012-01-10 Parker-Hannifin Corporation Modular high-power drive stack system and method
US20120170175A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 American Power Conversion Corporation Configurable rack and related methods
EP2657063A1 (de) 2012-04-27 2013-10-30 Brusa Elektronik AG Ladevorrichtung
US20130307477A1 (en) * 2011-02-01 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Charging station for wired charging of electric vehicle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4880762B2 (ja) * 2008-09-26 2012-02-22 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ 電力変換装置
DE102011008675A1 (de) * 2011-01-15 2012-07-19 Daimler Ag Verfahren zum Aufladen einer Batterie eines Fahrzeuges
CN201966504U (zh) 2011-03-11 2011-09-07 安徽明都电气有限公司 充电桩专用电源分支箱
EP2983260B1 (de) * 2013-04-04 2019-12-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Leistungsumwandlungsvorrichtung und anschlusskasten
US10340691B2 (en) * 2013-12-23 2019-07-02 Dell Products, L.P. Rack power distribution via modular, expandable bus bar for modular and scalable/expandable information handling system
CN203813498U (zh) * 2013-12-31 2014-09-03 杭州莱坤科技有限公司 大功率电动汽车充电机
CN204559201U (zh) 2015-05-08 2015-08-12 山东鲁能智能技术有限公司 一种电动汽车分体式直流充电桩及系统
DE102015112347A1 (de) * 2015-07-29 2017-02-02 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Ladestation mit einem Ladekabel
CN105337382B (zh) 2015-08-21 2018-03-30 国网天津市电力公司 一种非车载智能直流充电桩

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969938A (en) * 1996-11-15 1999-10-19 Lucent Technologies Inc. Modular power supply chassis employing a suspended bus bar assembly
US8094435B2 (en) 2006-05-03 2012-01-10 Parker-Hannifin Corporation Modular high-power drive stack system and method
DE102009051518B3 (de) * 2009-10-31 2011-05-12 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Modular aufgebaute Stromrichteranordnung
US20120170175A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 American Power Conversion Corporation Configurable rack and related methods
US20130307477A1 (en) * 2011-02-01 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Charging station for wired charging of electric vehicle
EP2657063A1 (de) 2012-04-27 2013-10-30 Brusa Elektronik AG Ladevorrichtung

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Norm DIN 41494-1 1974-09-00. Bauweise für elektronische Einrichtungen; Frontplatten und Gestelle, Maße. S. 1-4. *
Norm DIN EN 60297-3-100 2009-09-00. Bauweisen für elektronische Einrichtungen - Maße der 482,6-mm-(19-Zoll-)Bauweise - Teil 3-100: Hauptmaße von Frontplatten, Baugruppenträgern, Einschüben, Gestellen und Schränken (IEC 60297-3-100:2008); Deutsche Fassung EN 60297-3-100:2009. S. 1-15. *
Norm IEC 61851-23 2014-03-00. Electric vehicle conductive charging system - Part 23: D.C electric vehicle charging station. Deckblatt und Inhaltsverzeichnis *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109274000B (zh) 2020-07-03
US10596911B2 (en) 2020-03-24
CN109274000A (zh) 2019-01-25
US20190016224A1 (en) 2019-01-17
DE102017115632A1 (de) 2019-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2694322B1 (de) Ladeeinrichtung für eine hochspannungsbatterie eines kraftfahrzeugs, ladeanordnung und verfahren zum betrieb einer ladeanordnung
DE102015110023A1 (de) Ladestation und Verfahren zum Laden eines Plug-In-Kraftfahrzeuges an einer Ladesäule
DE202017007360U1 (de) Rackmontiertes UPS-Gerät für Rechenzentren
DE102017115632B4 (de) Leistungselektronisches System für eine Stromtankstelle und entsprechende Stromtankstelle
EP1255660A1 (de) Brennstoffzelle und steuerung im lösbaren gehäuse
DE102015002312B4 (de) Batterieladegerät
DE102011004355A1 (de) Modul zur Leistungsverteilung in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug
EP3466750A1 (de) Galvanische trennung in der leistungselektronik in einer ladestation bzw. stromtankstelle
EP3616972B1 (de) Verfahren zur steuerung einer fahrzeugexternen gleichsstromladevorrichtung und ladevorrichtung
WO2013159821A1 (de) Ladeeinrichtung
DE202011004515U1 (de) Vorrichtung zum sicheren Betrieb einer Ladestation mit Rückspeisung
AT510025A4 (de) Antriebseinheit eines elektrofahrzeugs
DE102017106058A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zu dessen Betrieb
DE112019005680T5 (de) Hochspannungslaminiertes energieverteilungssystem mit integrierten sicherungen
DE102016100170A1 (de) Systeme und Verfahren zur Energiewandlung und -verteilung
DE102019005732A1 (de) Hochvolt-System für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Hochvolt-Systems für ein Fahrzeug
DE202016104380U1 (de) Traktionsumrichter
EP3006253A1 (de) Anordnung aus mindestens zwei elektrischen traktionsenergiespeichern
DE102017115634A1 (de) Baugruppenträger für eine leistungselektronische Anlage sowie Anlage mit einem derartigen Baugruppenträger
DE102014009088A1 (de) Ladevorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher
DE102019124211A1 (de) Netzteil
DE202018107223U1 (de) Leistungswandlereinheit
DE102019004206A1 (de) Ladesystem fur ein elektrisch betreibbares Fahrzeug
DE102018205063A1 (de) Leistungselektronikmodul und Fahrzeugbordnetz
DE102020113176A1 (de) Sicherheitsvorrichtung für einen Hochvoltspeicher für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final